\chapter*{Introduction}
\section{Contexte et cadre du Master Recherche SDS}
Ce projet de recherche rentre dans le cadre d'une double inscription liant le master SDS (\textbf{S}ystèmes \textbf{D}ynamiques et \textbf{S}ignaux) et un dipl\^ome d'ingénieur AGI (\textbf{A}utomatique et \textbf{G}énie \textbf{I}nformatique) à l'ISTIA (\textbf{I}nstitut des \textbf{S}ciences et \textbf{T}echniques de l'\textbf{I}ngénieur d'\textbf{A}ngers).
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Le sujet étudié provient du développement du robot "Cartomatic". Ce robot est réalisé afin de produire une plate-forme de collection d'information sur un environnement inconnu. Ces informations servent deux objectifs :
\begin{itemize}
\item Réaliser une cartographie automatique de l'environnement parcouru
\item Recherche des objets d’intérêts.
\end{itemize}
Ce robot est développé dans le cadre du concours "Carotte" (\textbf{CA}rtographie par \textbf{RO}bo\textbf{T} d'un \textbf{TE}rritoire) \cite{bib_carotte}. Ce concours est organisé par la DGA (\textbf{D}irection \textbf{G}énérale de l'\textbf{A}rmement) et se déroule sur trois ans consécutifs. Chaque année les épreuves permettent de confronter les équipes et ainsi de révéler les atouts ou faiblesses de chacun des robots.
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Au sein de l'ISTIA, c'est le laboratoire du LISA (\textbf{L}aboratoire \textbf{I}ngénierie \textbf{S}ystèmes \textbf{A}utomatisés) qui est responsable du projet. Sa t\^ache principale est le développement des algorithmes de cartographie. Il travaille en coopération avec la société "Wany Robotics S.A." et le laboratoire universitaire LORIA (\textbf{L}aboratoire \textbf{L}orrain de \textbf{R}echerche en \textbf{I}nformatique et ses \textbf{A}pplications) qui s'occupe plus particulièrement de la partie communication informatique.

\section{Problématique et objectifs}
Relativement au problème de la cartographie se trouve plusieurs questions sur le traitement d'images. En effet, pour se repérer dans l'espace le robot utilise plusieurs capteurs. Deux d'entre eux sont un capteur LASER pour faire des mesures trois dimensions de l'espace environnant et un capteur "Kinect" pour faire de l'imagerie dans le domaine du visible ainsi qu'en profondeur.
Ces deux groupes d'informations forment ainsi un nuage de points.
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Au cours des deux premières années de concours, le consortium a développé des solutions de cartographie efficace. Un des objectifs de la dernière manche du concours est la reconnaissance d'objets dans l'environnement parcouru. C'est sur ce point que s'effectuera mon travail de recherche dans le cadre du master SDS.
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La reconnaissance d'objets se fera sur les images en trois dimensions précédemment acquises.
Elle sera effectuée en deux étapes successives :
\begin{itemize}
	\item Une recherche de plans qui permettra d'identifier le sol et les murs
	\item La recherche d'objets d'intér\^et en relation avec une base de donnée
\end{itemize}
Durant la phase d'exploration du robot, une carte doit-\^etre réalisé afin de donner une représentation géographique des lieux à l'opérateur distant. Cette carte doit ensuite \^etre peuplée avec les positions des objets trouvés. Les objets à identifier proviennent d'une liste fournie par l'organisateur du concours.
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Pour cette dernière année du concours, huit catégories d'objets sont à reconna\^itre :
\begin{itemize}
	\item Objets canoniques (c\^ones,cylindres...)
	\item Papeterie (bloc de feuilles, bloc-notes...)
	\item Contenant de liquides (bouteilles)
	\item Outils (clé plate)
	\item Éléments électriques (Caméra de surveillance et ventilateur)
	\item Fournitures de bureau (stylos)
	\item Ameublement (chaise et servante à outils)
	\item Jouets (balle)
\end{itemize}

\section{Organisation de la rédaction}
Ce rapport se divisera en deux parties majeures correspondantes chacune aux deux grandes parties de la recherche.\\
La première correspondra à la recherche bibliographique et un état de l'art. Elle a pour but de présenter une recherche sur les algorithmes existants permettant d'apporter une approche de solutions aux problèmes étudiés. Tout comme la recherche elle-m\^eme, cette partie se divisera en deux chapitres distincts :
\begin{itemize}
 \item Un premier traitera de la discrimination de plans (sols et murs) dans une scène en trois dimensions de type "nuage de points".
 \item Un second chapitre apportera des informations sur la reconnaissance d'objets en trois dimensions dans le m\^eme type d'environnement.
\end{itemize}
Chacun de ces chapitres sera divisé en différentes parties permettant la présentation d'un concept, d'un algorithme ou d'une solution.
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Tout traitement d'images se fait normalement en plusieurs étapes. Ici, nous n'étudierons qu'une seule d'entre elles qui est la segmentation. En effet, nous ne considérons pas les processus d'acquisitions et de prétraitement fait en amont, ceci afin de se focaliser sur le problème étudié.
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La seconde partie regroupera le travail de recherche effectué durant les six mois de stage permettant la validation du double dipl\^ome "Master Recherche - Systèmes Dynamiques et Signaux" ainsi que "Ingénieur Automatique et Génie Informatique".\\
Elle présentera les développements informatiques ainsi que les problèmes et solutions rencontrés en réponse à la problématique étudiée.